TP Purification et identification du produit de synthèse

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Joseph Paris
il y a 7 ans
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1 Terminale S Enseignement spécifique Chapitre XIX Synthèse de molécules organiques CAS 1 : Aspirine TP Purification et identification du produit de synthèse A. Calcul du rendement de la synthèse. 1. Peser la masse d aspirine obtenue par la synthèse, m(asp) 2. Calculer la quantité initiale n(as) d'acide salicylique. 3. Calculer la quantité initiale n(ae) d'anhydride éthanoïque. 4. Calculer la quantité maximale nmax(asp) d aspirine formée. 5. Déterminer le rendement de la synthèse. Le rendement d une synthèse est le rapport : η = n p où n p représente la quantité de produit n max pur effectivement obtenu et n max la quantité maximale de produit pur que l on pourrait obtenir si la transformation chimique était totale. (M(aspirine) = 180,0 g.mol -1 B. Purification par recristallisation : 1. Transvaser les cristaux dans l erlenmeyer de 100 ml, et ajouter 25 ml d acide éthanoïque à 50 % 2. Porter à ébullition jusqu à dissolution complète 3. Laisser refroidir à l air puis sous l eau froide, puis placer dans un bain d'eau glacée. 4. L aspirine se recristallise. 5. Filtrer sur büchner les cristaux obtenus ; les rincer avec un peu d'eau froide 6. Placer les cristaux dans un verre de montre. 7. Sécher plusieurs fois les cristaux formés entre deux morceaux de papierfiltre C. VERIFICATION DE LA PURETE ET IDENTIFICATION DU PARACETAMOL PAR CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE et PAR SPECTROSCOPIES Manipulation 1. La cuve à chromatographie a été préalablement préparée (éluant = 6,0 ml d'acetate de butyle, 4,0 ml de cyclohexane et 2,0 ml d'acide methanoique). 2. Préparer trois solutions dans l'éthanol de cristaux (2 pointes de spatule dans un mini tube) : a. C : solution dans l éthanol d aspirine contenue dans un Comprimé. b. AS : solution dans l éthanol d Acide Salicylique. c. S : solution dans l éthanol des cristaux Synthétisés. 3. Sur la plaque CCM, réaliser 1 dépôt de chacune des solutions préparées. 4. Mettre à éluer. Retirer la plaque lorsque l éluant a atteint 1cm du haut. 5. Révéler sous UV et entourer les tâches observées. Exploitation 1. Reproduire le chromatogramme obtenu en vrai grandeur.

2 2. Le produit synthétisé contient-il de l'aspirine? Est-il pur? Expliquer. 3. Calculer les rapports frontaux Rf de l'acide salicylique et de l'aspirine. Spectroscopies Les spectres IR et RMN du produit obtenus sont reproduits en annexe. 4. Attribuer à chaque document le type de spectre. 5. Montrer, à l'aide ce ces spectres, que le produit obtenu est bien l'acide acétylsalicylique. 6. Parmi les 3 types de transformations suivantes : réactions d addition, de substitution et d élimination, choisir la transformation qui convient pour cette réaction chimique en justifiant votre choix. CAS 2 : Paracétamol A. Calcul du rendement de la synthèse. 1. Peser la masse de paracétamol obtenue par la synthèse, m(pa) 2. Calculer la quantité initiale n(ap) de para-aminophénol 3. Calculer la quantité initiale n(ae) d'anhydride éthanoïque. 4. Calculer la quantité maximale nmax(pa) de paracétamol formé. 5. Déterminer le rendement de la synthèse. Le rendement d une synthèse est le rapport : η = n p où n p représente la quantité de produit n max pur effectivement obtenu et n max la quantité maximale de produit pur que l on pourrait obtenir si la transformation chimique était totale. (M(paracétamol) = 170,0 g.mol -1 ) B. Purification par recristallisation : 1. Transvaser les cristaux dans l erlenmeyer de 100 ml, et ajouter 25 ml d'eau distillée. 2. Porter à ébullition jusqu à dissolution complète 3. Laisser refroidir à l air puis sous l eau froide, puis placer dans un bain d'eau glacée. 4. Le paracétamol se recristallise. 5. Filtrer sur büchner les cristaux obtenus ; les rincer avec un peu d'eau froide 6. Placer les cristaux dans un verre de montre. 7. Sécher plusieurs fois les cristaux formés entre deux morceaux de papierfiltre C. VERIFICATION DE LA PURETE ET IDENTIFICATION DE L'ASPIRINE PAR CHROMATOGRAPHIESUR COUCHE MINCE et PAR SPECTROSCOPIES Manipulation 1. La cuve à chromatographie a été préalablement préparée (éluant 3 ml d acétate butyle, 2 ml de cyclohexane et 0,5mL d acide formique). 2. Préparer trois solutions dans l'éthanol de cristaux (2 pointes de spatule dans un mini tube) : 2

3 a. C : solution dans l éthanol de paracétamol contenue dans un Comprimé de Doliprane (déjà prêt). b. PA : solution dans l éthanol de para-aminophénol (déjà prêt). c. S : solution dans l éthanol des cristaux Synthétisés. 3. Sur la plaque CCM, réaliser 1 dépôt de chacune des solutions préparées. 4. Mettre à éluer. Retirer la plaque lorsque l éluant a atteint 1cm du haut. 5. Révéler sous UV et entourer les tâches observées. Exploitation 7. Reproduire le chromatogramme obtenu en vrai grandeur. 8. Le produit synthétisé contient-il du paracétamol? Est-il pur? Expliquer. 9. Calculer les rapports frontaux Rf du para-aminophénol et du paracétamol. Les spectres IR et RMN du produit obtenus sont reproduits en annexe. 10. Les spectres 1 et 2 de l annexe II correspondent au para-aminophénol et au paracétamol synthétisé. De quel type de spectre s agit-il? Identifier sur chaque spectre les bandes d absorption caractérisant la fonction amine et la fonction amide. 11. Les informations données par les spectres IR permettent-elles de valider la synthèse des médicaments en cours? 12. Le spectre RMN du produit synthétisé permet-il d identifier sans ambiguïté le produit obtenu. Justifier. Interpréter complètement le spectre. Conclure. 13. Parmi les 3 types de transformations suivantes : réactions d addition, de substitution et d élimination, choisir la transformation qui convient pour cette réaction chimique en justifiant votre choix. 3

4 ANNEXE I Document 1 Document 2 4

5 ANNEXE 2 5

6 Amino-phénol paracétamol 6

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